新建地下结构与既有建筑连接处组合防水技术及应用

刘 辉，卢 锴，丁应鸿，陈雨琦

（1.徐州市建设工程质量安全监督站，江苏 徐州 221000；
2.徐州金鹰文化发展有限公司，江苏 徐州 221000；
3.中建二局第三建筑工程有限公司，北京 100070；
4.徐州市建设工程质量服务中心有限公司，江苏 徐州 221000）

城市化快速发展，既有房屋周围存在的空余土地越来越多被开发利用，尤其是对地下空间的开发利用。为了体现历史风貌、城市特色，地下空间上部有可能会采取复绿或者修建广场等手段，综合实现交通互联互通的公益目的以及商业开发的经济效益。当新建地下结构比邻既有建筑时，新老建筑地下连接处会遇到接缝处的防水处理问题。尤其是既有建筑原地下结构已经形成完整的防水封闭空间，需要将相应区域外防水及结构拆除后与新建区域形成有效连接，其新老建筑连接处防水节点效果将直接影响后期使用功能。就既有文献来说，较多的文献讲述地下工程施工过程中的防水处理方法［1-4］，个别文献讲述新建建筑与既有建筑的联络口的技术处理［5］，但对于新建地下结构全断面外轮廓均与既有建筑连接的工况，目前尚未有相关文献进行表述。本文通过某工程实例，介绍了一种组合防水技术，能够较好地处理接缝处渗漏问题，达到地下室零渗漏目的。

某城市地下工程，结构为两层地下室，总建筑面积为 2 837 m2，基底标高为-13.750 m，顶板标高为-2.300 m，基本呈矩形布置。其西侧为既有建筑，地下 3 层，地上 10 层，基底标高为-17.000 m。根据相关规划，新建地下结构西侧墙体借用既有建筑东侧地下室外墙。新建地下工程与既有建筑的平面关系如图 1 所示。

图1 新建地下结构与建筑平面关系

本工程场地处于沂、泗诸水下游，场地北侧约500 m 即为故黄河，百年一遇最高洪水水位为 37.69 m。根据该工程地勘资料，场地内稳定水位平均埋深 2.28 m（绝对标高+30.05 m），近年最高水头可达 26.5 m，新建地下结构水位压力较大。

地下工程外墙防水有比较成熟的工艺，按照相应设计及图集进行施工即可，对于常规的施工缝，施工过程中可设置止水钢板等做法。但因新建地下结构的底板、顶板及外墙西侧部分即新建地下结构的起步轴线全断面外轮廓与既有建筑的接缝处已无法采取常规的止水工作，需要进行特殊处理。该工程的设计文件采用对新老建筑接合面进行凿毛处理，并埋设遇水膨胀止水条的方式，设计图纸止水节点如图 2 所示。

图2 新老建筑接缝处止水节点做法

3.1 组合防水做法

如仅按照设计文件做法，将原有建筑凿毛后在接缝处埋设一道遇水膨胀止水条，后期渗漏风险较大，从工程效果出发，需采取其他的加强措施。经过多轮技术商讨，在进行试验验证的基础后，项目决定增设预埋管注浆管措施以增强建筑接缝处防水处理效果。试验效果如图 3 所示。

图3 注浆试验效果图

3.2 施工工艺简介

结构施工时，在新老建筑接缝处预埋注浆管，后续出现接缝处渗漏时，使用高压注浆机向预埋注浆管中注入注浆液，注浆液在压力作用下向周边混凝土裂缝、孔洞迅速扩散，遇水瞬间反应固化，体积迅速膨胀，即可封闭、堵塞接缝区域的缝隙和孔洞，终止渗漏。

3.3 施工机具及材料

1）高压注浆机。目前市场上生产、销售的注浆机品牌、规格型号较多，但原理基本相同。本工程采用 YJ-999 微型电动高压注浆机，最大输出压力可达 15 000 psi，可将注浆液注入细小裂缝及毛细孔。使用单液化学灌浆材料，有超高压强，但无需气压源，单机重量仅 7 kg，携带方便，施工简单。高压注浆机性能参数如表 1 所示。

表1 高压注浆机性能参数

2）注浆管系统。预埋注浆管采用 PPR 硬质塑料管，有较强的耐腐蚀性，在地下复杂环境中有较长的使用寿命。预埋管进场后需二次加工，截成 2 m 一段，四面交错开孔，孔径 5 mm，间距 100 mm，外侧用双层滤网包裹，扎丝固定，防止混凝土浇筑时骨料渗入，堵塞注浆管。

注浆管两端采用弯头与镀锌钢管连接成 U 形，使镀锌钢管伸出施工缝，作为后续注浆嘴。

3）注浆液。注浆液可采用普通水泥、超细水泥、丙烯酸盐化学浆液或聚氨酯浆液时，本工程采用聚氨酯注浆材料。

聚氨酯灌浆材料以甲苯二异氰酸酯与三羟基水溶性聚醚经化学聚合反应而形成端基焊异氰酸根的高分子化合物（氰凝），以水作交联剂，能在遇水时瞬间反应，固化结成弹性胶状固体，固化过程中体积迅速膨胀，从而达到迅速封闭和堵塞渗漏通道的效果。注浆液与水反应后的胶凝固结体具有较好的抗渗性，强度高、体积膨胀率大，有较好的支撑稳定性，具有二次防渗漏的效果。

聚氨酯注浆液分为亲水型、疏水型两大类，性能各有优劣。亲水型聚氨酯灌浆材料亲水性好，包水量大，弹性大适用于潮湿裂缝的灌浆堵漏、动水地层的堵涌水、潮湿土质表面层的防护等；
疏水型聚氨酯灌浆材料的固结体强度大、抗渗性好，但弹性小，比较适合混凝土静止裂缝的防渗堵漏、地基加固工程。根据施工需要，也可将亲水型聚氨酯灌浆材料与疏水型聚氨酯灌浆材料按合适的比例进行混合后进行灌浆施工。本工程采用亲水型聚氨酯灌浆材料。聚氨酯灌浆料性能参数如表 2 所示。

表2 聚氨酯灌浆料性能参数要求

遇水膨胀率表示聚氨酯灌浆材料制成的固结体浸泡于水后，在规定时间内其体积增长的倍数，表明聚氨酯灌浆材料固结后，固结体再次吸水膨胀的能力，反映的是材料的后止水能力，表明材料在结构裂缝中扩展、膨胀后仍具有较好的止水效果。

发泡率表示聚氨酯灌浆材料与水反应后相对于原浆液的体积增长率，它是表征材料快速止水能力的一个指标，对最终止水效果贡献并不大。

工程管理者应辨析二者的区别，根据工程实际情况选择合适的聚氨酯灌浆材料。

4.1 施工流程

既有建筑外墙凿毛→钢筋绑扎→注浆管埋设→遇水膨胀止水条安装→混凝土浇筑→混凝土养护→注浆→拆除注浆管、密封膏封堵→结构面清理。

4.2 各工序施工要点

1）既有建筑外墙凿毛。新老建筑接缝处应对既有建筑外墙进行剔凿，保证接缝处混凝土接合紧密，减少渗漏。

2）注浆管埋设。注浆管埋设于本工程筏板、外墙及地下室顶板与既有建筑接缝处，筏板处水压较大，需设置两道注浆管，其他位置埋设 1 道。注浆管紧贴既有建筑老墙，并与结构钢筋绑扎牢固，防止注浆管偏位导致注浆达不到理想的止水效果。相应组合防水材料布设如图 4 所示。

图4 止水条及注浆管预埋

3）注浆。结构施工完成后，排查地下室有无渗漏痕迹，尤其是新老建筑接缝处有无渗漏点，针对渗漏点，对周边预埋注浆管进行注浆。

注浆前应检查注浆机具、阀门管路、高压管连接、压力表是否正常，确保注浆施工过程中安全。

正式注浆前，用有色水代替浆液进行预注浆试验，确定注浆液配合比、注浆压力、注浆量、注浆时间，同时观察封堵情况，以保证注浆施工顺利进行。

注浆前应清理供料斗，确保供料斗内洁净无污物，加注聚氨酯注浆液前，应保证高压管、注浆机内无水，以防止注浆液与水反应膨胀固结，堵塞注浆机具。

注浆时，关闭一端阀门，另一侧阀门连接高压注浆机，注浆压力逐步加压至 5 MPa（可根据注浆情况调整）进行注浆，待施工缝处注浆液渗出时，停止压浆。稳定 1～2 h 后，再次注浆，直至注浆困难，不再进浆时方可停止注浆。

注浆过程中，应注意观察注浆压力和输浆量的变化。当管路堵塞或被注物不畅时，泵压骤增、注浆量减少；
当泵压不上升，进浆量增加时，应调整浆液黏度和凝固时间，或掺入惰性材料。注浆过程中局部通路被暂时堵塞，可引起压力增高现象，在高压下充塞物被冲开，压力会相应下降。

注浆完毕时，应先关闭注浆嘴阀门，再停止压浆，以防止浆液回流，固化堵塞注浆机管。每班注浆作业完成后，采用专用清洗液冲洗注浆机，不得用水清洗注浆机。

4）注浆管封堵。注浆完成 48 h 后，检查接缝部位有无渗漏，如无渗漏，拆除注浆嘴，用密封膏将注浆口封堵。

采用预埋止水条及预埋注浆管组合防水技术后，对该工地地下室进行了持续检查，至今结构完工半年多，未发现新老建筑接缝处存在漏水现象，防水效果满足相应规范要求。

根据地下水较为丰富的客观情况，结合工程建设实际，选择预埋注浆管及止水条组合防水技术较好地处理了新建地下结构和既有建筑接缝处的渗漏隐患。本文未探讨其他的组合止水技术，对于防水技术发展出现的其他新材料、新技术，其组合防水效果应是后续需要继续研究的工作。Q